安全问题是阻碍高能锂电池大规模应用的长期障碍。在各种原因中,热失控是最突出的一种。迄今为止,已经提出了多种方法来抑制热失控;然而,它们有一些固有的缺点,要么是不可逆的(一次性保护),要么使用挥发性和易燃的电解质,要么延迟热保护(140–150 °C)。
在此,宁波大学Lan Xia,波多黎各大学Xianyong Wu利用不挥发、不易燃和热可逆的聚合物/离子液体凝胶电解质作为内置安全开关,为锂电池提供高精度和可逆的热保护。
文章要点
1)在高温下,凝胶电解质会发生相分离并在电极表面/隔膜上沉积聚合物,从而阻止Li+插入反应,从而防止热失控。当温度降低时,凝胶电解质恢复其原始特性,电池性能恢复。值得注意的是,在110 °C时达到最佳保护效果,这是热失控前的临界温度。
2)更重要的是,这种热保护过程可以重复多次而不会影响电池性能,表明具有非凡的热可逆性。此外,在任何电解质系统中从未报道过这种精确和可逆的保护作用,这项工作为高能锂电池的安全运行开辟了一条令人兴奋的途径。
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Zezhao Liu, et al, A Non-Volatile, Thermo-Reversible, and Self-Protective Gel Electrolyte Providing Highly Precise and Reversible Thermal Protection for Lithium Batteries, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300143
https://doi.org/10.1002/aenm.202300143